LENARD-RUTHERFORDSCHES ATOMMODELL - doc

LENARD-RUTHERFORDSCHES ATOMMODELL
Grundlagen
1. Entdeckung des Elektrons
1885 J. J. Thomson als Katoden-Strahlen
Eine unter Hochspannung stehende Katode (negative Elektrode) sendet Korpuskelstrahlen (= Teilchenstrahlen) aus, die sich im Vakuum geradlinig ausbreiten. Sie können durch
elektrische und magnetische Felder abgelenkt werden.
Die durch Ablenkung bestimmte „spezifische Ladung“ (e/me, d. i. der Quotient aus seiner
Ladung und seiner Masse) ergab:
e/me =
Die Bestimmung der Elektrischen Elementarladung (1909 Millikan Öltröpfchen Versuch)
ergab:
e=
Damit erhält man für die Masse eines Elektrons:
me =
2. Entdeckung des Protons
1886 Eugen Goldstein, Kanalstrahlen
In einer mit Wasserstoffgas gefüllten, teilevakuierten Glasröhre wird zwischen wird
zwischen einer Anode (+) und einer „Lochkatode“ (-) eine Spannung von ca. 5 kV (=
Hochspannung) angelegt. Dabei beginnt der gegenüber der Öffnung in der Lochkatode
liegende Bereich des Leuchtschirms zu leuchten.
Erklärung: Katodenstrahlen (= Elektronen) schiessen aus Wasserstoffatomen Elektronen
heraus (= Billard-Prinzip). Zurück bleiben Atomkerne des Wasserstoffs (=
Protonen), so genannte Kanalstrahlen. Kanalstrahlen sind positiv geladene
Teilchenstrahlen, die in Richtung Katode (-) so stark beschleunigt werden,
dass sie durch die Öffnung in der Lochkatode hindurch fliegen. Sie werden
durch elektrische und magnetische Felder abgelenkt. Ihre spezifische Ladung
beträgt:
e/mp =
Die Massenbestimmung ergab:
mp =
Entdeckung des Neutrons
Problem: Die tatsächliche Atommasse ist bei vielen Elementen um ganzzahlige Vielfache
der Protonenmasse größer als die so genannte „Kernladungszahl“.
Kernladungszahl (Z) = Ordnungszahl = Anzahl der Protonen im Atomkern
1920 Postulat von Rutherford
Vermutung der Existenz eines weiteren Kernteilchens ohne elektrische Ladung mit der
Masse eines Protons
1932 Chadwick (Nachweis des Neutrons)
V: Bestrahlung von Be mit α-Strahlung
B: Aussenden einer starken, Materie durchdringenden Korpuskelstrahlung mit der Masse
von ca. einem Proton ohne elektrische Ladung (und dadurch durch elektrische und
magnetische Felder nicht ablenkbar), das NEUTRON.
Erklärung:
Be +
He
C +
mn =
n